【手続補正書】
【提出日】平成18年11月15日(2006.11.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  撮像素子の複数の出力部からの複数の撮像信号を補正する補正装置であって、
前記複数の撮像信号のレベルを調整するためのレベル調整手段と、
前記複数の撮像信号のレベル差を小さくするための補正係数を決定する補正係数決定手段とを備え、
前記補正係数決定手段は、被写体依存のレベル差成分を補正して前記補正係数を決定するとともに、
前記補正係数決定手段により決定した補正係数を前記レベル調整手段に与えて前記複数の撮像信号のレベル差が小さくなるように調整を行なうこと
を特徴とする補正装置。
【請求項２】  前記補正装置が、撮像信号のレベルを検出する出力レベル検出手段を備え、
前記補正係数決定手段は、前記出力レベル検出手段から出力される前記複数の撮像信号のレベル検出結果から前記複数の撮像信号間のゲイン誤差を算出するゲイン誤差算出手段と、
前記複数の撮像信号間のレベル差を許容するための閾値を設定する閾値設定手段と、
前記ゲイン誤差算出手段により算出されたゲイン誤差が入力された際に、
前記撮像信号間のゲイン誤差が前記閾値設定手段によって設定された閾値を超えた場合には所定の基準値を出力し、
前記ゲイン誤差が前記閾値を超えない場合には入力されたゲイン誤差をそのまま出力する非線形処理手段とを備え、
前記非線形処理手段から出力される信号に基づいて補正係数を決定すること
を特徴とする請求項１に記載の補正装置。
【請求項３】  前記補正係数決定手段は、前記出力レベル検出手段の検出結果から評価値を生成する評価値生成手段と、
前記評価値生成手段によって生成された評価値を複数のフレーム間で平均する評価値平均化手段と、
前記評価値平均化手段において平均化を行なうフレーム数を設定するフレーム数設定手段とを備え、
前記フレーム数設定手段により設定されたフレーム数分が平均化された評価値に基づいて補正係数を決定すること
を特徴とする請求項２に記載の補正装置。
【請求項４】  前記評価値平均化手段において平均化を行なうフレーム数を、前記出力レベル検出手段による検出結果のレベルに応じて制御するフレーム数制御手段を備えること
を特徴とする請求項３に記載の補正装置。
【請求項５】  前記出力レベル検出手段は、上限レベルと下限レベルを設定する上下限レベル設定手段を備え、
前記複数の撮像信号のうち、上限レベルよりレベルが小さくかつ下限レベルよりレベルの大きい信号を選択して出力レベルの検出結果を生成すること
を特徴とする請求項２に記載の補正装置。
【請求項６】  前記補正装置が、前記補正係数を記録媒体に記憶する補正係数記憶手段を備え、
前記記録媒体に記憶された補正係数と、撮像動作中の実時間に得られる補正係数の双方に基づいて決定される調整値を前記レベル調整手段に与えて前記複数の撮像信号のレベル差が小さくなるように調整を行なうこと
を特徴とする請求項１に記載の補正装置。
【請求項７】  前記補正係数記憶手段は、所定のタイミングにおいて前記補正係数決定手段において決定された補正係数を前記記録媒体に記憶すること
を特徴とする請求項６に記載の補正装置。
【請求項８】  前記補正係数決定手段は、前記記録媒体に記憶された補正係数に、撮像動作中実時間に得られる補正係数を掛け合わせることにより前記レベル調整手段に供給する調整値を決定すること
を特徴とする請求項６に記載の補正装置。
【請求項９】  請求項１に記載の補正装置と、前記撮像素子とを備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】  撮像素子の複数の出力部からの複数の撮像信号を補正する補正方法であって、
前記複数の撮像信号のレベルを調整するためのレベル調整工程と、
前記複数の撮像信号のレベル差を小さくするための補正係数を決定する補正係数決定工程とを有し、
前記補正係数決定工程は、被写体依存のレベル差成分を補正して前記補正係数を決定するとともに、
前記決定した補正係数を前記レベル調整工程に与えて前記複数の撮像信号のレベル差が小さくなるように調整を行なうこと
を特徴とする補正方法。
【請求項１１】  請求項１０に記載の補正方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラムを格納したことを特徴とするコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
【請求項１２】  請求項１０に記載の補正方法の各工程をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の補正装置は、撮像素子の複数の出力部からの複数の撮像信号を補正する補正装置であって、前記複数の撮像信号のレベルを調整するためのレベル調整手段と、前記複数の撮像信号のレベル差を小さくするための補正係数を決定する補正係数決定手段とを備え、前記補正係数決定手段は、被写体依存のレベル差成分を補正して前記補正係数を決定するとともに、前記補正係数決定手段により決定した補正係数を前記レベル調整手段に与えて前記複数の撮像信号のレベル差が小さくなるように調整を行なうことを特徴とする。
本発明の補正方法は、撮像素子の複数の出力部からの複数の撮像信号を補正する補正方法であって、前記複数の撮像信号のレベルを調整するためのレベル調整工程と、前記複数の撮像信号のレベル差を小さくするための補正係数を決定する補正係数決定工程とを有し、前記補正係数決定工程は、被写体依存のレベル差成分を補正して前記補正係数を決定するとともに、前記決定した補正係数を前記レベル調整工程に与えて前記複数の撮像信号のレベル差が小さくなるように調整を行なうことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
１０５及び１０６は信号電荷を増幅する出力アンプであり、１０７及び１０８は撮像信号の出力端子（出力部）である。また、１０９及び１１０は相関２重サンプルとＡＤ変換を行なうアナログフロントエンドである。１１１及び１１２は黒レベルの検出及び補正手段、１１３及び１１４はゲインを調整するゲイン調整手段、１１５は２系統の画像信号を合成して１枚の画像を生成する画面合成手段である。黒レベルの検出及び補正手段１１１及び１１２とゲイン調整手段１１３及び１１４は、撮像信号のレベルを調整するレベル調整手段として機能する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
次に、前記構成における本実施の形態のビデオカメラの動作について説明する。
不図示の結像光学系によりＣＣＤ１００上に結像した被写体像は、光電変換部１０１により電気信号に変換された後、水平転送部１０３及び１０４により２系統に分割されて出力アンプ１０５及び１０６に供給される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
次に、ゲイン補正特性の測定について述べる。
段差評価値生成手段１１６は、出力レベル検出手段として機能し、図２で後述するように分割領域の境界付近に指定した矩形領域内のフレームの画素値を検出し、その検出された結果を元に画面段差の評価値を算出しマイコン１１７に出力する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
図２に、画面内の矩形領域の例を示す。図２に示すように、２分割された領域２０１、２０２の境界近傍に、矩形領域２０３、２０４、すなわちフレーム数が設定される。この設定は図示しないフレーム数設定手段により設定されている。そして、この領域内の画素値が画面段差の評価に用いられる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
ＣＣＤ１００は、単板でカラー画像を撮像するために、オンチップカラーフィルタが画素部に貼られている。前記オンチップカラーフィルタは、例えば図２の２０５に示すような配列である。段差評価値生成手段１１６では、このうちの一色の画素値を選択して評価値を生成し、領域内でその評価値を平均化して平均値を計算し、これを画面段差の評価値としている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
マイコン１１７では、左チャンネルのレベルを基準として右チャンネルのゲイン補正量を前述のように算出する。このような測定を、ＣＣＤ１００の出力レベルにおいて所定の間隔（タイミング）で行なうことにより、ゲイン補正特性を生成する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
マイコン１１７は補正係数記憶手段として、生成されたゲイン補正特性をEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)などの書き換え可能な不揮発メモリ１２０に格納する。ゲイン補正特性の生成は、例えば工場調整時などに実行される。したがって、経時変動や温度変動などの動的な変動に対しては対応できずにゲイン差が誤差として残留する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
マイコン１１７に入力された左チャンネル段差評価値A及び右チャンネル段差評価値Bはゲイン誤差算出手段５０１に入力され、ゲイン誤差量Eが求められる。ゲイン誤差量Eは次式により得られる。
E = B/A・・・（６）式
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
ゲイン誤差算出手段５０１で得られるゲイン誤差量Eは、単純に画素レベルの比であり、チャンネル間の不均一性のみならず、被写体そのものが持つレベル差にも影響をうける。したがって、正しいゲイン誤差補正を行なうためには、被写体依存のレベル差成分を排除する必要がある。本実施の形態では、被写体依存のレベル差成分をリミッタ手段（閾値設定手段及び非線形処理手段）５０２及び積分手段５０３により排除している。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
リミッタ手段（非線形処理手段）５０２の入出力特性を図６に示す。図６の原点はリミッタ入力＝リミッタ出力=１．０の点を表す。チャンネル間のレベルの比なので、ゲイン誤差のないときの値は１．０になる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
図６に示すように、レベル差の比が閾値THを超える場合には、リミッタ出力は１．０になる。閾値THは残留ゲイン誤差量と対応付けて前述した閾値設定手段により決定される。この処理により、レベル差が大きいものは被写体依存のレベル差とみなされて排除される。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
マイコン１１７に入力された左チャンネル段差評価値Ａと右チャンネル段差評価値Ｂはゲイン誤差算出手段８０１に入力され、ゲイン誤差量が求められる。ゲイン誤差算出手段８０１とリミッタ手段８０２の構成、動作は第１の実施の形態と同様なので、説明を省く。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
図１０に係数制御手段（フレーム数制御手段）９０１の係数制御特性を示す。図１０において、横軸は右チャンネル段差評価値Bを表し、縦軸は係数器９０３に供給される係数を示す。グラフ中に記されている基準レベルLrefは、第１の実施の形態のゲイン補正特性の測定で述べた基準レベルを示す。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
さらに、レベル検出手段１１０４（１１０９）は、入力信号が下限レベルLlimより大きくかつ上限レベルUlimより小さい場合のみ出力が「真」となり、それ以外では出力が「偽」となるように動作するものである。この信号により、入力信号がある基準レベルの範囲内にある場合のみ積分対象として選択される。下限レベルLlimと上限レベルUlimは、第１の実施の形態のゲイン補正特性の測定で述べた基準レベルLrefに対して適当なマージン(例えば±５％)を持って設定される。なお、この設定は図示しない上下限レベル設定手段により設定されている。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
図１２に、マイコン１１７で実行される信号処理のブロック図を示す。マイコン１１７に入力された左チャンネル段差評価値Ａと右チャンネル段差評価値Ｂはゲイン誤差算出手段１２０１に入力され、ゲイン誤差量が求められる。ゲイン誤差算出手段１２０１とリミッタ手段１２０２の構成、動作は第１の実施の形態と同様なので、詳細な説明を省く。